近年来，新能源汽（qì）车产业逐渐兴起， “轻量化”成（chéng）为发展趋势（shì），车身变轻对于整车的能耗（hào）、车辆控制稳定性与碰撞（zhuàng）安全性等方面颇有益（yì）处。而轻量化的关（guān）键点在于“多材料结构”的（de）设计，在（zài）车身不（bú）同位置使用不同（tóng）材料（liào）。其中，铝合（hé）金（jīn）凭借其低密（mì）度、高强度、耐蚀性等（děng）性能，得到广（guǎng）大汽车制造商的青（qīng）睐，并在车身（shēn）设（shè）计制造中（zhōng）得到充分的应（yīng）用。

铝合金是否（fǒu）能快（kuài）速应用（yòng）于汽车行业很大（dà）程度上取决于铝连接工艺（yì）的发展，特别是关于铝钢异（yì）种材料的连接工艺。其中，SPR自冲铆接工艺克服传统铆接工艺的（de）外观（guān）差、效率低（dī）以及工艺复杂等缺点，实现（xiàn）冲、铆一次性完成，且连接过程不破坏（huài）板（bǎn）材的镀层，为（wéi）汽车车身的连接开辟了新途径。目（mù）前，SPR技术已经（jīng）成为欧美高端车型制造中（zhōng）的关键连接技术（shù）之（zhī）一（yī），并且（qiě）成熟应用于宝马、奥迪、美洲虎和沃尔沃等汽车的铝钢混合车身连接中，其中（zhōng）仅美洲（zhōu）虎铝制车身连接中SPR铆钉的使用已达（dá）3000多（duō）个。

为了使（shǐ）SPR工艺（yì）得到更广泛的（de）应用，众（zhòng）多国（guó）内外（wài）企业和机构对SPR工艺研究进行创新性的研究，包（bāo）括对其连接方式（shì）的重点关注，其（qí）中就有51ROBOT，作为（wéi）工（gōng）业（yè）机（jī）器人一（yī）站式服（fú）务平台（tái）， 在SPR的研究和运（yùn）用上（shàng），51ROBOT利用（yòng）自（zì）身优（yōu）势，整合行业机器人、自（zì）冲铆接工艺（yì）优良技术等优势（shì）资源，联合设（shè）立（lì）SPR连接技术实验（yàn）室，为客户（hù）提供专业的自冲铆接机器人（rén）系统解决方案。

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从SPR工艺技术中突破（pò）

SPR工艺是通过液压缸（gāng）或伺服电（diàn）机提供动力将（jiāng）铆钉直接压（yā）入待铆接板材，待铆（mǎo）接板材在铆钉（dìng）的压力（lì）作用下与铆钉发（fā）生塑性变形，成（chéng）形后充盈于铆模之（zhī）中，从而形成（chéng）稳定连接的一种全新的板材（cái）连接技术。

根据铆钉的形状，SPR自（zì）冲铆接工艺可（kě）以（yǐ）分为：无铆钉自冲铆接、实心铆（mǎo）钉自冲铆接（jiē）、半（bàn）空心铆钉自冲铆（mǎo）接。在汽车车（chē）身连接中，既要考虑连接静强度和疲劳强度又（yòu）要考虑车身轻量化，因此大多数汽（qì）车生产（chǎn）企业选择将半（bàn）空心铆（mǎo）钉自冲铆接工艺应（yīng）用于轻量化汽（qì）车车（chē）身（shēn）薄板的装（zhuāng）配。SPR工艺的力学特点决定了（le）铆接质量，与铆（mǎo）钉、模具、板材（cái）、冲压设备等因素有关影响铆接接头（tóu）性能（néng）。

SPR工艺的研究内容主要是（shì）工艺参数的确定（dìng）。研究表明，SPR技术（shù）的研究存在多个（gè）难点，一是铆接设备的核心部位（wèi）是冲头和凹模，铆钉（dìng）形状的设计直（zhí）接（jiē）决定了接头的结合形式（shì），如何选取合适（shì）的铆接设备和工艺（yì）参数使（shǐ）其达到最佳匹（pǐ）配效果是最主要的难点。二是国内大部分的SPR工艺设备及铆钉（dìng）是从国外直接（jiē）购买，部分工（gōng）艺（yì）参数无法（fǎ）更改（gǎi）。因此，国内需自主研发SPR工艺（yì）设备，配套设（shè）计不（bú）同（tóng）材（cái）料和形状的铆钉，深入研究该项技术（shù），尽快使该项技（jì）术广泛应用（yòng）于国内汽车（chē）的（de）制造中。

为推动先进制造技术的应用落地（dì），加快工业机器人（rén）的价值转化，哈（hā）工智能旗下（xià）51ROBOT工业机器人一站式服务（wù）平台应（yīng）势而生。该（gāi）平（píng）台提供了全面（miàn）的解决方案，包括提供工业机器人设备、机器人配套产（chǎn）品、技术支持和（hé）系统整合等服（fú）务，进（jìn）一（yī）步（bù）促（cù）进工（gōng）业机（jī）器人的（de）在多个场景的落地（dì）应用，最终（zhōng）使企（qǐ）业（yè）获得更高（gāo）的生产效益（yì）。

如何进（jìn）一步优化自冲（chōng）铆接（jiē）

SPR工艺过程可将铆接过程分为四个（gè）阶段：

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1、夹紧（jǐn）阶（jiē）段：压边（biān）圈（quān）向下压紧待铆接板料。与此同时（shí），铆（mǎo）钉也在冲头（tóu）的驱动（dòng）下垂直（zhí）向下对板料进行（háng）预压紧。

2、冲（chōng）刺阶段：冲头向（xiàng）下运动（dòng），推动铆钉迫使其刺（cì）穿上层板料，与此同时铆钉也驱（qū）使（shǐ）下层板料向凹模内发生塑性变形。

3、扩（kuò）张（zhāng）阶段：随着（zhe）铆接（jiē）过程的进行，铆钉腿部逐渐张开，下层板料发生塑性变形逐（zhú）渐（jiàn）填充入凹模（mó）。在冲头和凹模凸台（tái）的（de）共（gòng）同作用下，铆钉（dìng）腿部向周围扩张，嵌（qiàn）入下层板从而形成了铆钉与板料间的机（jī）械互锁结构。

4、冲铆完（wán）成（chéng）：当冲头将铆钉下压至（zhì）铆钉（dìng）头（tóu）与上层板料的上表面紧密接触且（qiě）平（píng）齐时可以认为铆接完成（chéng），此时压边圈释放压边力，冲头（tóu）将返回初始工位，冲铆（mǎo）结束。

从这些过程我们可以（yǐ）得知，上下板材在铆钉与凹模凸台的作（zuò）用下沿（yán）冲（chōng）头（tóu）下（xià）压方向发生了塑（sù）性变（biàn）形，并（bìng）且板材与（yǔ）铆钉接触的周（zhōu）边，塑性（xìng）变形程度（dù）较（jiào）大。相（xiàng）关文献也指出垂（chuí）直于冲（chōng）头下压方向（xiàng），会导致接头整体的抗剪（jiǎn）切强度明（míng）显（xiǎn）优于抗剥离强度（dù）。如果引入机器（qì）人接入自动铆接系统，其稳定（dìng）性更能够提高自（zì）冲铆接（jiē）质量和生产率。

机器人自冲铆接系统是由机器人（rén）、SPR自冲铆接枪头、动力和控（kòng）制单元（yuán）、送料（liào）单元及其（qí）它外围（wéi）设（shè）备组成，属于机械（xiè）连接，没有（yǒu）热输入，可以有效避免热连接所引起的种种问题，机（jī）器（qì）人的加入可以（yǐ）消除人为因素对产品质量的影响（xiǎng），保证（zhèng）产品的质量。因而工业机器人的选择至（zhì）关重（chóng）要，与配套（tào）设备的（de）合理链（liàn）接（jiē）也（yě）是机器人顺利完成各（gè）种工艺流程的重要（yào）部分，为此，51ROBOT推（tuī）出的“ROBOT＋”升（shēng）级服务，整合国际优质（zhì）机器人品牌资源，根据用户实际需（xū）求（qiú）与行（háng）业（yè）应用特点，为机器人集（jí）成（chéng）商提供（gòng）一（yī）系列的机（jī）器人解决方案。

SPR铆接在（zài）国民应用与创（chuàng）新（xīn）

在SPR铆接工艺中，“自冲”的特（tè）点为（wéi）快（kuài）速生产和（hé）流（liú）水线制造创造了条件，该工（gōng）艺可（kě）用于汽（qì）车底盘件、汽车覆盖件、车座椅等之间的连接，特别是对火车车厢板间的连接具有重要的意（yì）义。随（suí）着汽车制造业（yè）的不断发展，各种新型材（cái）料的广泛应用（yòng），自冲铆（mǎo）接工艺在实现汽车轻量化中呈现（xiàn）出了异军突起的势头（tóu）。

自冲铆（mǎo）接工（gōng）艺已成熟应用（yòng）于汽车制造工业中（zhōng），还涉及到轨道交（jiāo）通、房屋建筑甚至（zhì）日常生活用品。在房屋建造中，钢结构变得普遍（biàn），传统的（de）激光焊或者螺栓连接都需花（huā）费较多时（shí）间（jiān）和成本，质量也并不（bú）一定（dìng）可靠。SPR工艺（yì）在节（jiē）省时间和成本的基础上，不产生工业废料，并且保护钢材（cái）的镀（dù）锌层不（bú）被破坏，保证了（le）钢（gāng）材的耐腐蚀性。

采（cǎi）用（yòng）传统的沉头（tóu）铆钉进行连接不仅耗时、费用（yòng）较高（gāo），还会破（pò）坏标志的反光面（miàn）。采用SPR工艺（yì），快（kuài）速简单，并且保护了标（biāo）志的反光面，连接（jiē）强度（dù）也（yě）符合预（yù）期（qī）要（yào）求。

目（mù）前（qián）国内外学者已在铆接过程中各种因素对质量影响方（fāng）面进行（háng）了大量的相关研究工（gōng）作。国内还应建立完整的（de）机器人SPR铆接（jiē）技术（shù）应用系统，便于在（zài）国内汽车（chē）制造工业中的（de）广泛应（yīng）用，更是有（yǒu）助于推进工业自动化进（jìn）步与（yǔ）创新（xīn）。